記者從中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)獲悉,該校生命科學(xué)學(xué)院趙忠教授團(tuán)隊(duì)通過(guò)發(fā)育生物學(xué)和植物病毒學(xué)兩個(gè)領(lǐng)域的交叉研究,找到了植物干細(xì)胞免疫病毒的關(guān)鍵因子——WUSCHEL(WUS)蛋白,揭示了植物干細(xì)胞的廣譜抗病毒機(jī)制。該成果10月9日發(fā)表在《科學(xué)》雜志上。
植物病毒病害已經(jīng)成為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的第二大病害,植物一旦染上病毒將帶來(lái)毀滅性的后果,輕則減產(chǎn),重則絕收。已知的植物病毒就有1000多種,現(xiàn)有的抗病毒手段只能針對(duì)少數(shù)病毒,且隨著病毒不斷進(jìn)化,抗性也會(huì)逐漸減弱。“莖尖脫毒”是少有的有效生物技術(shù),但其深層次科學(xué)機(jī)理一直未被探明。
趙忠團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑,以傳統(tǒng)的“莖尖脫毒”技術(shù)為靈感來(lái)源,歷經(jīng)8年潛心研究,發(fā)現(xiàn)WUS是一個(gè)存在于植物干細(xì)胞中的關(guān)鍵抗病毒蛋白,在低等植物到高等植物中普遍存在。這個(gè)蛋白受病毒感染誘導(dǎo),并且通過(guò)直接抑制一類甲基轉(zhuǎn)移酶基因,影響了細(xì)胞參與蛋白質(zhì)合成的主要細(xì)胞器——核糖體的組裝,從而降低了蛋白質(zhì)合成速率。這將直接導(dǎo)致病毒不能利用植物細(xì)胞完成自身蛋白質(zhì)的翻譯,以及病毒的復(fù)制和組裝過(guò)程,從而抑制了病毒的傳播。
同時(shí),WUS蛋白也可以成為其他細(xì)胞抵抗病毒的“利器”。研究人員檢查了多種病毒,并證實(shí)WUS蛋白均可以抑制這些病毒對(duì)植物細(xì)胞的感染,說(shuō)明WUS蛋白介導(dǎo)的干細(xì)胞病毒免疫具有廣譜性。
這項(xiàng)研究成果第一次發(fā)現(xiàn)在病毒抗性和分生組織維持基因之間存在如此精確的分子連接。同行專家評(píng)論:“此研究解決了一個(gè)長(zhǎng)期存在且備受關(guān)注的問(wèn)題,是植物病理學(xué)和植物發(fā)育領(lǐng)域的一個(gè)開創(chuàng)性研究。”